Experimental demonstration of an NOMA-PON with single carrier tr...

本文讲述了一种在下一代被动光网络（PON）中使用单载波传输的非正交多址接入（NOMA）方案的实验演示。NOMA-PON技术的目标是提供一种高效、低成本、大容量的宽带接入解决方案，尤其适用于对带宽需求日益增长的视频应用。 被动光网络（PON）是宽带接入的最佳解决方案，因其低成本和大容量特性。随着对带宽的需求不断上升，下一代PON（NG-PON）需要升级以支持更高的数据率和更多的用户。目前大部分部署的PON系统为千兆PON（GPON）和以太网PON（EPON），它们都采用时间分复用（TDM）技术来实现成本效益。然而，当数据率超过10Gb/s时，PON由于色散导致的传输损伤会变高。因此，提出了多种PON技术以提供超过10Gb/s的传输能力，例如时间与波长分复用（TWDM）PON、WDM-PON和正交频分多址接入（OFDMA）-PON。 NOMA-PON结合了单载波传输和频域连续干扰消除（FD-SIC）技术，具有较低的峰值平均功率比，能很好地在吞吐量和公平性之间取得平衡，并且对于大量用户能提供更高的系统容量。本文验证了提出的NOMA-PON方案的可行性，并进行了双向6.6Gbps的NOMA-PON传输实验。文章还研究了功率分配对误码率性能的影响。 NOMA技术作为一种接入方法，允许在同一频率资源上同时发送多个用户的信号。与传统的正交多址技术（如时分多址TDMA和频分多址FDMA）相比，NOMA可以同时服务更多的用户，并提高频谱效率。由于NOMA的这种特点，它特别适合于带宽密集型的应用场景。 在本文中，作者提出了将NOMA应用在PON中的方案。PON是目前最广泛部署的光纤接入技术之一，它的基本工作原理是利用一个中心光线路终端（OLT）和多个光网络单元（ONU）通过无源光分路器共享同一光纤链路。NOMA-PON结合了NOMA和PON的技术优势，理论上可以大大提升网络容量并降低建设和运营成本。 文章中提到的FD-SIC是NOMA-PON方案的关键技术之一。FD-SIC技术允许在频域中对多个用户信号进行连续干扰消除，从而可以更有效地分离和解码叠加在同一频率上的多个信号。这对于提高系统容量、减少用户间的干扰和提升网络整体性能至关重要。 为了支持更高数据率和更多用户，NOMA-PON方案使用单载波传输可以降低实现复杂性并减少系统的峰值平均功率比（PAPR）。PAPR是指信号功率幅度的峰值与其平均功率的比率，对于光传输系统而言，较低的PAPR可以减少对光器件的要求，从而降低成本和功耗。 在实验中，作者验证了6.6Gbps双向NOMA-PON传输的可行性。此速率远高于目前GPON和EPON标准所提供的速率，显示了NOMA-PON技术在提高网络带宽方面的潜力。此外，作者还探讨了不同功率分配策略对误码率性能的影响，这对于优化系统性能和实现资源的高效利用具有重要意义。 总而言之，NOMA-PON技术展示了在下一代宽带接入网络中同时实现高带宽和高用户接入能力的潜力。这一研究方向对于推动未来光网络技术的发展具有深远的影响。